治疗糖尿病足溃疡的局部制剂

摘要

本发明涉及用于治疗慢性创伤如糖尿病创伤、烧伤、静脉性溃疡和压力性溃疡的药物盐酸艾司洛尔的新型局部凝胶制剂。

说明书

技术领域

本发明涉及治疗慢性创伤如糖尿病创伤、烧伤、静脉性溃疡和压迫性溃疡的药物盐 酸艾司洛尔的新型局部凝胶制剂。

背景技术

慢性创伤为不遵循普通创伤的病理生理学的非愈合性创伤。慢性创伤通常停留在创 伤愈合阶段中的一个阶段，通常处于炎症性阶段。慢性创伤引起患者重大的身体心理负 担和经济负担。慢性创伤可以包括慢性溃疡，例如静脉性溃疡、糖尿病溃疡、压迫性溃 疡和烧伤性溃疡。

糖尿病足疾病为糖尿病并发症中最严重且治疗成本最高的疾病。全世界范围内糖尿 病的发病率的上升已经导致由此疾病引起的下肢截肢数量的增加。流行病学报告指出每 年超过一百万的截肢是在患有糖尿病的患者身上进行的。这相当于每30秒就有一条腿因 糖尿病在世界的某个角落消失。

大部分这类截肢是在糖尿病足溃疡(DFU)之前进行。仅有三分之二的溃疡会最终 治愈，而剩下的患者可能导致某种形式的截肢。治疗溃疡的中位时间大约为6个月。溃 疡和截肢均对患者的生活造成巨大的冲击，通常会导致自主行为能力下降、社交孤立和 心理压力。糖尿病足也是一个重大的经济问题，特别是，如果截肢导致延长住院治疗、 康复治疗和继续需要家庭护理及社会服务。由于缺乏有效、可负担的治疗，目前护理DFU 的标准为敷料、保持创伤清洁和为创伤减荷。唯一认可的对DFU的有效治疗为血小板源 性生长因子Regranex的局部凝胶制剂。因此，DFU的治疗选择有限。

静脉性溃疡(或静脉曲张性溃疡)被认为是由于通常为腿部的静脉瓣膜功能异常所 引起的创伤。它们是慢性创伤的主要起因，在70％至90％的慢性创伤的病例中发生 (Snyder R.J.，Clin.Dermatol.2005，23：388-95)。据估计静脉瘀血溃疡每年影响500,000 到600,000美国人，且到目前为止其是所发现的最普遍的腿溃疡类型。此溃疡类型相当 于造成美国每年二百万工作日的损失并导致接近三十亿美元的治疗支出。尽管压迫疗法 一自是治疗静脉瘀血溃疡的黄金标准，但是仍有一些个体因为疼痛太剧烈不能忍受对溃 疡的压迫。最近几年，一种称为己酮可可碱(Trental)的药物已经被施用，并具有一定 的成功。

压迫性溃疡(PU)也被称为褥疮性溃疡、褥疮或压疮，为由于无法释放的压力造成 的病理物理和病理生理诱导的缺血再灌注损伤(Salcido等人，J Spinal Cord Med. 2007；30：107-116)。据估计美国有1.3到3百万患者患有压迫性溃疡(PU)，在老年患者 中发生率最高，尤其是那些入院治疗或处于长期护理机构中的患者。老龄化增加患病风 险，部分原因是皮下脂肪减少和毛细血管血流量减少。不移动和并发症进一步增加了患 病风险。直接涉及PU治疗的每年支出估计达到35到70亿(Kuhn BA and Coulter SJ.， Nurs Econ.1992，10：353-9)。PU的发病率据估计为所有入院治疗患者的3％到10％以及 所有长期残疾的老年入院治疗患者的20％到32％(Kosiak M.，Arch Phys Med Rehabil. 1959；40(2)：62-69)。

烧伤可以由多种因素如热、光、电、化学品等引起。烧伤深度可被描述为表皮烧伤、 浅层真皮烧伤、深层真皮烧伤或全层烧伤。据报道美国每年有大约50万烧伤病例(http:/ www.ameribum.org/resources_factsheet.php)。美国每年的烧伤造成大约3000到5000人 死亡。2004年，全球与火灾有关的伤害发生率据估计达到1.1/100,000人，其在东南亚的 发生率最高，在美洲的发生率最低。

和其它给药途径相比，局部治疗创伤或溃疡更易于应用且具有更少的副作用。另外， 和其它药物相比，具有更短半衰期的局部药物具有更好的安全性。

盐酸艾司洛尔为用于治疗或预防哺乳动物心脏疾病的短效β-1肾上腺素能受体阻断 剂。盐酸艾司洛尔具有选择性β-1肾上腺素能阻断活性；然而，在高浓度下，盐酸艾司 洛尔也阻断β-2肾上腺素能受体。与传统的β受体阻断化合物相比，盐酸艾司洛尔含有 酯基团，使其具有独特的9分钟的短半衰期。

艾司洛尔酯基团的存在使其易于因水解作用而分解。艾司洛尔的这种特性在生成其 稳定制剂方面造成了重大挑战。研究发现，盐酸艾司洛尔在pH值大约为4至6之间时 稳定，这通常通过向艾司洛尔溶液中加入缓冲液来实现。已经报道了针对胃肠外给药的 盐酸艾司洛尔的多种制剂(US4857552、WO02/076446、US5017609、US6528450、 US6310094、WO2008/147715)。盐酸艾司洛尔的局部制剂还未见报道。本发明提供一种 局部、皮肤制剂，其为适用于慢性创伤的组织贴附热可逆聚合物凝胶。

发明内容

本发明涉及新型局部凝胶制剂，以及制备用于治疗慢性创伤的这种药物组合物的方 法，更具体而言所述慢性创伤为糖尿病足溃疡。所述局部制剂可以包括活性药物成分 (API)3-[4-(2-羟基-3-异丙基氨基)丙氧基]苯基丙酸甲酯盐酸盐(盐酸艾司洛尔)、泊洛 沙姆338、纯水、缓冲液如醋酸盐缓冲液、调节pH值的盐酸和50％苄烷铵氯化物抗菌 剂。

发明详述

根据此详细说明应用下面的缩写和定义。必须说明，除非上下文明确指出，本文所 使用的单数形式“一个”、“一种”和“所述”包括所指对象的复数形式。因此，例如， 提及“所述剂量”包括提及一种或多种剂量及其本领域技术人员已知的等同表述。

本文所使用的术语“受试者”或“患者”指包括哺乳动物。所述哺乳动物可以是狗、 猫、灵长类动物、牛、绵羊、猪、骆驼、山羊、啮齿动物或马。优选地，所述哺乳动物 为人。

术语“药学上可接受的载体”和“药学上可接受的赋形剂”指用于形成仅用作载体 的制剂部分的任何化合物。所述药学上可接受的载体或赋形剂通常为安全的、无毒的且 无生物学上或其他方面的不期望的副反应。本文所使用的药学上可接受的载体或赋形剂 包括一种以及一种以上的这样的载体或赋形剂。

本发明通常属于受控药物递送领域，具体属于向慢性创伤表面直接递送盐酸艾司洛 尔的新型局部制剂的领域。本发明提供了治疗包括糖尿病足溃疡、静脉性溃疡、压迫性 溃疡和烧伤性溃疡的慢性创伤的药物组合物。

慢性创伤由若干原因如血管机能不全和糖尿病引起。在由慢性糖尿病引起的主要并 发症中，由于糖尿病足溃疡(DFU)可能发展为导致截肢并最终死亡的败血症样症状， 因此它是最危险和最威胁生命的疾病之一。

糖尿病是全世界非外伤性下肢截肢的主要原因，且糖尿病患者中的足溃疡是未来截 肢的主要征兆。即使没有截肢，DFU对社会造成较大的经济负担且损害了个人的生活质 量。糖尿病足溃疡治疗的护理标准需要潮湿的创伤环境。这通常通过使用潮湿敷料提供。 用于治疗DFU的适合的局部皮肤组合物需要容易应用且贴附在创伤表面。

静脉性溃疡的确切病因尚不明确，但它们被认为是当用于阻止血液回流的静脉阀不 能正常发挥机能时产生，引起静脉压力增加(Brem等人，Am.J.Surg.2004，188(1A增 刊)：1-8；Mustoe T.，Am.J.Surg.2004，187(5A)：65S-70S)。机体需要动脉和静脉间的压 力梯度以使心脏通过动脉泵血进入静脉。当存在静脉高压时，动脉压力不再显著高于静 脉压力，血液不能有效地泵入或泵出此区域并蓄积。静脉高压也可能扩张静脉并使血浆 蛋白渗入到血管外区域，隔离细胞外基质(ECM)分子和生长因子，阻止它们帮助愈合 创伤。

压迫性溃疡被认为由三种不同的组织力引起：

i.压力，或组织压迫

ii.剪切力，或当患者的皮肤处于一处而深筋膜和骨骼肌随重力下滑时产生的力

iii.摩擦力或抵抗皮肤剪切的力。

压迫性溃疡是在骨突出和硬面间组织受到压迫的坏死和溃疡区域。风险因素包括老 龄、受损循环、不移动、营养不良和失禁。这些损伤在临床严重性方面分为阶段I阶段 IV。阶段I的PU被认为是临床上最轻且由在环境光下呈现粉红或红色且当用手压迫时 不变为白色(非变白红斑)的完整皮肤构成。阶IV的PU包括穿过皮肤和肌肉延伸至骨 骼的重大损伤。尽管这种分类应用于临床实践，但是其未必与病源或时间进展或溃疡愈 合(不代表顺序尺度)有关。严重性范围从非可变白性皮肤红斑到具有广泛软组织坏死 的全层皮肤丧失。治疗包括减压，避免摩擦和剪力，局部护理，以及有时进行皮肤移植 或肌皮瓣。

本发明的药物组合物为水性凝胶，从而为创伤提供潮湿环境。所述制剂以液体形式 装于管内并在暴露于破损、断裂的创伤位置时形成均匀的凝胶。因此，所述制剂贴附于 创伤位置以提供活性药物成分(API)。所述凝胶在4℃时为液态，体温时为固态，并在 25℃时是流体。因此，本发明的药物组合物是满足提供潮湿环境和创伤贴附的局部凝胶 制剂。

本制剂提供稳定的、澄清透明的、无色的凝胶。已知的是由于酯基的存在，艾司洛 尔不稳定。此酯基的水解导致药物的分解(Rosenberg等人，1988，Pharma.Res.，5， 514-517)。因此，稳定的pH范围为4和6之间，pH约为5是最高稳定性的最适pH值。 因此，pH为5被认为是对于制剂而言是最佳的。

进行包括盐酸艾司洛尔的理化分析的预制剂研究和上面概述的溶解度研究。还测定 了API的水溶液在不同浓度下的酸度/碱度。

由于盐酸艾司洛尔在给药时具有大约9分钟的短时间药理半衰期，其一直仅用于急 性病症。为将其用于治疗慢性病症如治疗慢性创伤，将需要具有高浓度盐酸艾司洛尔的 局部制剂。

糖尿病大鼠创伤愈合的临床前研究显示有效浓度为在10％至20％的范围内 (WO2008/093356)。因此在本制剂的开发中，关键在于选择能够形成具有高浓度盐酸艾 司洛尔的稳定凝胶的适宜胶凝剂。

药物组合物中已知的若干胶凝剂被尝试用于形成具有高浓度(20％w/w)的盐酸艾 司洛尔的稳定凝胶。然而，大多数胶凝剂在这样高浓度活性成分存在下不能形成稳定凝 胶。例如，开发用于制剂的多种等级和浓度的胶凝剂有羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维 素钠、马铃薯淀粉和卡拉胶。所述凝胶要么不能适宜地形成，要么甚至在室温下都不稳 定。然而，出乎意料地，泊洛沙姆338被发现是在高浓度的盐酸艾司洛尔存在下形成稳 定凝胶的适合的胶凝剂。

泊洛沙姆338为水溶性的并以适宜的浓度形成水凝胶，其能够在制剂中保持水分并 为创伤提供潮湿环境。泊洛沙姆338的另一个优势在于其表面活性剂特性或清洁剂作用， 这使创伤清洁并能够进行坏死组织的清创术。

为了稳定制剂的pH值，于是尝试各种缓冲液体系如柠檬酸盐缓冲液和醋酸盐缓冲 液。由于pH调节需要的柠檬酸质量超过了按照IIG数据库允许的量，因此优选醋酸盐 缓冲液。用含有0.03％三水醋酸钠的醋酸盐缓冲液的初步试验显示在40℃/75％RH下保 存7天内pH值降低，这表明缓冲液活性不足。在进一步试验中，所述浓度增加到0.3％ 且用冰醋酸将pH值调节到5.0。在随后的试验中，冰醋酸浓度降到0.0546％且通过加入 浓盐酸(0.0238％)将pH调节到5.0。

为了为制剂选择适合的防腐体系，尝试甲基和丙基苯甲酸酯类的组合，但这导致产 品在应力条件下产生颜色变化。也做了进一步的尝试包括使用浓度为2.7％的苄醇作为防 腐剂，但发现当组合物置于加速稳定性条件时pH值降低。在所述制剂上使用苄烷铵溶 液没有显示出此类不良反应，因此最终确定使用苄烷铵溶液。

对药物-辅料相容性进行研究并将希望批次以不同包装以短期稳定性研究形式进行 3个月的应力测试。还进行了强制降解研究和防腐剂功效测试并得到了满意的结果。

使用优选的缓冲液和防腐体系，也对14％和20％浓度的批次进行测试并发现具有 可接受的理化性质。

凝胶制剂组合物

所述组合物含有治疗糖尿病足溃疡有效剂量的3-[4-(2-羟基-3-异丙基氨基)丙氧基] 苯基丙酸甲酯盐酸盐(盐酸艾司洛尔)作为API。所述组合物还含有生物相容性聚合物 基质，所述聚合物基质为组织贴附性的且可生物降解的并具有热可逆特性。另外，氯化 苄烷铵被用作抗菌添加剂和缓冲液以减少盐酸艾司洛尔的分解。

存在于局部制剂中的聚合物基质由为泊洛沙姆338的PluracareF108NF组成。泊 洛沙姆为嵌段共聚物，可从例如BASF公司购得，其商品名为Pluronic和Lutrol它们是环氧乙烷和环氧丙烷合成的共聚物。泊洛沙姆在制剂中用作表面活性剂、乳化剂、 增溶剂和稳定剂。泊洛沙姆的物理形式包括颗粒形式，浇铸固体形式和锭剂形式。它具 有多元醇的轻微气味且颜色为白色至淡黄色。泊洛沙姆338的分子式为 HO(C₂H₄O)_a(C₃H₆O)_b(C₂H₄O)_aH，其中a＝141，b＝44。泊洛沙姆338可溶于水且在大于 25％的浓度下形成凝胶。泊洛沙姆具有在20℃或高于20℃时形成热可逆凝胶的独特性 质。这些凝胶在2℃至8℃时为液态且在室温(25℃至30℃)时凝固。

50％苄烷铵氯化物为用于药物抗菌制剂中的杀菌剂。季铵化合物属于最初的铵正离 子的四个氢全被有机基团取代的铵盐。它们具有与四个有机基团连接的中心氮原子和一 个酸根。所述有机基团可以为烷基、芳基或芳烷基，所述氮原子可以为环体系的部分。 它们通过用烷基化试剂处理胺来制备。它们显示出各种物理、化学和生物学特性且多数 化合物可溶于水和强电解质。这类化合物包括苄烷铵氯化物，尤其是苄索氯铵 (benzalthonium chloride)。它们具有扰乱微生物细胞进程和表面活性剂的特性。向组 合物中添加苄烷铵氯化物阻碍了微生物的生长。

醋酸盐缓冲液和柠檬酸盐缓冲液可以用于稳定盐酸艾司洛尔的分解。醋酸盐缓冲液 可以包括三水醋酸钠和冰醋酸。柠檬酸盐缓冲液可以包括二水柠檬酸钠和柠檬酸。

盐酸艾司洛尔在pH为4和6之间时显示出稳定性且减少分解。因此，局部凝胶制 剂组合物的pH需要大约为pH5.0，其可以通过向制剂中加入盐酸来实现。

本发明的活性药剂为盐酸艾司洛尔。本制剂以大约0.001％至大约50％的浓度范围 提供盐酸艾司洛尔作为活性药物成分。盐酸艾司洛尔更优选的浓度在大约1％至大约 20％范围。治疗糖尿病创伤愈合的盐酸艾司洛尔最优选的浓度在大约10％至大约20％范 围。

用于本组合物的赋形剂泊洛沙姆338以大约1％至大约40％的浓度范围存在。为实 现热可逆凝胶，泊洛沙姆338优选的浓度在大约25％至大约40％的范围。泊洛沙姆338 的最优选浓度在大约27％至大约30％的范围。

用于本组合物的50％苄烷铵氯化物在大约0.001％至大约1.0％的范围。用于本组合 物的50％苄烷铵氯化物的优选浓度在大约0.1％至大约0.3％的范围。用于本组合物的 50％苄烷铵氯化物的最优选浓度在大约0.25％至大约0.3％的范围。

醋酸盐缓冲液和柠檬酸盐缓冲液可以用于所述组合物中以稳定盐酸艾司洛尔的分 解。相对于柠檬酸盐缓冲液优选醋酸盐缓冲液，因为用于将pH稳定在5.0所需要的柠檬 酸的量高于允许的限量。用于本组合物的醋酸盐缓冲液具有在大约0.1％至大约0.4％范 围的三水醋酸钠，而冰醋酸在大约0.01％至大约0.1％的范围。在醋酸盐缓冲液中三水醋 酸钠的优选浓度在大约0.2％至大约0.3％的范围，而冰醋酸在大约0.03％至大约0.07％ 的范围。在醋酸盐缓冲液中三水醋酸钠的最优选浓度在大约0.27％至大约0.29％的范围， 而冰醋酸在大约0.05％至大约0.06％的范围。

由于加入到组合物中的泊洛沙姆338具有大约6.5的碱性pH值，因此加入盐酸以 调节制剂的pH值到4和6之间。加入到组合物中的盐酸可以在大约0.01％至大约0.1％ 的范围。加入到组合物中的盐酸的优选浓度在大约0.02％至大约0.08％的范围。加入到 组合物中的盐酸的最优选浓度在大约0.02％至大约0.06％的范围。

上面描述的局部皮肤凝胶制剂以凝胶组合物形式通过管如铝管、HDPE管或拉米管 在创伤或溃疡位置局部递送。在不同容器中获得的稳定性数据表明最优选的容器为可折 叠喷漆铝管。

盐酸艾司洛尔含量在10％至20％范围的制剂每天一次或两次施用于足以完全覆盖 创伤区域的创伤表面上。施用于溃疡或创伤的制剂量取决于创伤的大小；然而，每平方 厘米创伤施用0.04至0.1毫升制剂被认为是治愈的有效剂量。所述制剂凝胶还能够为所 有慢性创伤和渗出性创伤提供潮湿环境，其能够吸收渗出液并提供清洁环境。艾司洛尔 的抗疼痛作用(Tanahashi et al.，Eur J Anaesthesiol.2009 26：196-200)为制剂应用于烧 伤性创伤提供了另外的优势。

实施例1

本实施例为治疗糖尿病创伤，更具体地说是糖尿病足溃疡，提供了API的新型局部 凝胶制剂。所述组合物包含API 3-[4-(2-羟基-3-异丙基氨基)丙氧基]苯丙酸甲酯盐酸盐(盐 酸艾司洛尔)、赋形剂PluracareF108NF(普朗尼克F108NF颗粒状泊洛沙姆338， 购自BASF公司)、纯水、醋酸盐缓冲液、盐酸和50％苄烷铵氯化物。表1和表2描述 了14％制剂和20％制剂的细节。

表1：14％API凝胶组合物

表2：20％API凝胶组合物

实施例2

制备凝胶的方法

首先将纯水置于混合容器中。留出总量水的大约5％用于清洗。搅拌下将苄烷铵氯 化物溶液(50％)加入到混合容器中。用纯水清洗苄烷铵氯化物容器并将清洗容器的水 加入到混合容器中。搅拌下将三水醋酸钠加入到混合容器中，并充分搅拌直至完全溶解。 搅拌下将冰醋酸加入到混合容器中。用纯水清洗容器并将清洗容器的水加入到混合容器 中。搅拌下将浓盐酸加入到混合容器中。用剩余的纯水清洗容器并将清洗容器的水加入 到混合容器中。将溶液冷却至大约8℃至10℃，然后在搅拌下加入泊洛沙姆338。继续 搅拌直到形成均匀溶液。搅拌下将盐酸艾司洛尔加入到混合容器中，继续搅拌直到完全 溶解并形成均匀、同质溶液。将凝胶保存于大约5℃至10℃以完全除气，直到制剂形成 澄清无色无结块的凝胶。将凝胶升至室温。将如上制备的凝胶装入30g可折叠涂漆铝管 中。

实施例3

对按实施例1和实施例2制备的14％和20％盐酸艾司洛尔局部凝胶进行稳定性测 试。表3和表4示出了用于稳定性测试的条件、在给定的时间间隔的组合物的pH变化 和盐酸艾司洛尔分析。

表3：14％盐酸艾司洛尔局部凝胶的稳定性

表4：20％盐酸艾司洛尔局部凝胶的稳定性

尽管已经参照上面的实施例详细描述了本发明，但是应当理解，在不背离本发明精 神的前提下可以作出各种修改，且所作出的修改是本领域技术人员容易理解的。